摘要隨著社會發(fā)展得越來越快，人們對于知識獲取的需求越來越旺盛，自我驅(qū)動下的學(xué)習(xí)變得普遍，尤其是學(xué)生對于自習(xí)的需求十分龐大，在這種大環(huán)境有著許多學(xué)習(xí)軟件涌現(xiàn)。這些軟件大部分停留在單純在軟件內(nèi)嵌了知識，缺乏對于自習(xí)的時間管理和任務(wù)管理的關(guān)注，并且沒能利用大模型為個人用戶的自習(xí)提供個性化服務(wù)?；谝陨侠碛桑疚闹饕O(shè)計開發(fā)了一個基于微信小程序和大語言模型的自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助了微信小程序平臺，可以運行在各類移動端系統(tǒng)中。本論文通過研究國內(nèi)外小程序與大模型發(fā)展的現(xiàn)狀，和用例圖綜合分析用戶需求，將該自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)分為五個主要模塊，分別是用戶界面模塊、自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊、計時模塊、統(tǒng)計模塊、AI建議模塊。用戶界面模塊負責(zé)將兩個二級功能模塊：統(tǒng)計模塊和AI建議模塊進行美觀的收納，用戶可以由此跳轉(zhuǎn)，并且可以查看基本的登陸信息。用戶可以在自習(xí)任務(wù)模塊設(shè)定自習(xí)任務(wù)，包含自習(xí)任務(wù)名稱，自習(xí)任務(wù)類別，自習(xí)任務(wù)時間，自習(xí)任務(wù)介紹，完成設(shè)定之后即可跳轉(zhuǎn)二級功能模塊：計時模塊，此模塊提供圖形化計時功能，用戶可以隨時暫停和繼續(xù)任務(wù)，時間終止時將震動提示用戶任務(wù)計時已到，統(tǒng)計模塊負責(zé)將用戶的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)以圖形化的方式向用戶直觀的展示，AI建議模塊負責(zé)對用戶每一條自習(xí)任務(wù)記錄提供個性化的AI自習(xí)建議。本論文設(shè)計的自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)主要使用了微信小程序作為前端，微信云函數(shù)作為后端，微信云開發(fā)數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫，計時模塊和統(tǒng)計模塊都采用了微信的原生畫圖庫加自設(shè)算法實習(xí)時鐘畫圖，AI自習(xí)建議使用了DeepSeek的API來實現(xiàn)AI對話，并且將用戶數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)定的語料作為提示詞輸入，輸出對應(yīng)的AI建議返回給用戶。整體系統(tǒng)的架構(gòu)采用了微信小程序前端+云函數(shù)+云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，設(shè)計簡潔明了，大大加快了開發(fā)效率。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用云開發(fā)數(shù)據(jù)庫持久化存儲在云端數(shù)據(jù)庫。論文對上述提及的模塊都給出了具體設(shè)計與實現(xiàn)，同時完成了各個功能模塊的測試與結(jié)果分析。關(guān)鍵詞：自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)，大模型，云開發(fā)，云函數(shù)，微信原生庫畫圖AbstractToovercomeexistingconstraints,thisstudyproposesanintelligentself-learningmanagementsolutionimplementedthroughWeChatMiniProgramarchitectureintegratedwithlargelanguagemodeltechnology.Theframeworkincorporatesfiveprincipalcomponents:interactiveinterface,customizabletasksettings,timemanagementmechanism,analyticaldashboard,andadaptiverecommendationengine.Theinterfacedesignsynergisticallycombinesdatavisualizationelementswithintelligentsuggestionfeatureswhilemaintaininguserauthenticationdisplaycapabilities.Withinthetaskconfigurationcomponent,learnerscanestablishpersonalizedstudyplanscharacterizedbymultidimensionalparametersincludingsubjectclassification,temporalallocation,anddetailedannotations.Thetimingmechanismemploysdynamicvisualizationtechniquestoexecutecountdownoperationswithinterruptiblecontrolfunctions,complementedbyhapticfeedbackupontaskculmination.Historicallearninganalyticsareprocessedthroughthedatainterpretationmodule,generatingtemporalpatterndiagramsforbehavioralanalysis.TheintelligentrecommendationsubsystemutilizesDeepSeek'scognitivecomputinginterfacetosynthesizeuser-specificlearningprofileswithinstructionaltemplates,producingcustomizedknowledgeacquisitionstrategies.Fromatechnicalimplementationperspective,thesolutionemploysatripartitecloudarchitecture:client-sideMiniPrograminterface,serverlesscloudcomputinginfrastructure,anddistributeddatabasemanagement.Criticaltechnicalachievementsencompass:1)Developmentofreal-timevisualizationcomponentsusingWeChat'snativerenderingengineenhancedwithproprietaryschedulingalgorithms2)Establishmentofresilientdatapersistencethroughcloudstoragemechanisms3)ImplementationofcognitivecomputingintegrationviaAPIorchestrationwithpromptoptimizationtechniques.Thisresearchcomprehensivelydocumentsthesystem'sdesignparadigm,developmentworkflow,andvalidationoutcomes,exemplifyingtheefficacyofcloud-basedinfrastructureinrapidapplicationdeployment.Keywords:self-studytaskmanagementsystem,largelanguagemodels,clouddevelopment,cloudfunctions,drawingbyWeChatnativelibraries目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 [10]。2.3大模型 本文涉及到的大模型為DeepSeek，下面介紹DeepSeek的技術(shù)架構(gòu)以及選用該大模型的優(yōu)勢所在。2.3.1DeepSeek技術(shù)架構(gòu)（1）基礎(chǔ)的模型架構(gòu)采用了混合專家模型架構(gòu)（MoE），這種模型架構(gòu)使用了稀疏激活機制，通過動態(tài)路由算法自動選擇哪個領(lǐng)域的專家模塊去處理相應(yīng)的任務(wù)，在不丟失萬億級參數(shù)規(guī)模大模型容量的情況下同時大量降低了計算成本，提高了API的相應(yīng)效率，并且具備了更智能的邏輯推理能力和龐大的知識儲備。更通俗的說，MoE架構(gòu)支持模型去扮演一個多學(xué)科專家組成的問題解決團隊，當(dāng)任務(wù)提交到模型處理時，模型可以自動的選擇最擅長該領(lǐng)域的專家模塊來參與處理，而不是讓所有的專家來同時處理任務(wù)，減少了因非專家模塊參與而導(dǎo)致的算力損耗，同時排除了這類非專家的干擾，降低了成本也提高了輸出回答的質(zhì)量。（2）訓(xùn)練框架上采用了多模態(tài)的訓(xùn)練模式，輸入的訓(xùn)練樣本包括文本、代碼、數(shù)學(xué)公式等多模態(tài)數(shù)據(jù)的聯(lián)合訓(xùn)練，并且采用了漸進的訓(xùn)練策略去進行課程化的學(xué)習(xí)，以此提高了模型對復(fù)雜任務(wù)的高度泛化能力。換句話說，模型不光是能夠理解自然語言文本，也能像理解自然語言文本一樣去理解代碼和數(shù)學(xué)公式，做到這一點的方式就是漸進的訓(xùn)練策略和課程化學(xué)習(xí)。2.3.2DeepSeek的優(yōu)勢 結(jié)合上述技術(shù)架構(gòu)特點以及官方的技術(shù)論文，DeepSeek相較于其他的大模型可以綜合減少0.5秒相應(yīng)速度，其問答的回答相關(guān)性準(zhǔn)確率較其他的大模型可以提高5%，并且對于微信小程序開發(fā)者最為敏感的價格方面，DeepSeek的Api價格為每百萬Token緩存未命中$0.27，輸出價格為每百萬Token$1.10，而GPT-4o價格為每百萬Token緩存未命中$2.50，輸出價格為每百萬Token$10.00。二者的Api價格差距將近十倍，相比之下顯然DeepSeekApi價格更為友好親民。3系統(tǒng)需求分析在這個自習(xí)管理系統(tǒng)小程序中，用戶可以點擊頭像進行登錄之后，在下放tab欄切換成自習(xí)任務(wù)設(shè)定界面，輸入自習(xí)任務(wù)名稱，自習(xí)預(yù)設(shè)任務(wù)類別或是自定義類別，自習(xí)任務(wù)時長，自習(xí)任務(wù)介紹，隨后點擊完成設(shè)定進入自習(xí)任務(wù)倒計時執(zhí)行的可視化頁面，此頁面可看見可視化的動態(tài)的時鐘倒計時和當(dāng)前任務(wù)名稱以及所剩余時間，如果需要用戶還可以暫停任務(wù)，計時也會隨之暫停。倒計時結(jié)束后，手機將發(fā)出振動提醒用戶自習(xí)任務(wù)已完成。此外，在任務(wù)完成后，對應(yīng)的任務(wù)信息將上傳至數(shù)據(jù)庫，用戶可以在統(tǒng)計頁面查看當(dāng)前用戶的自習(xí)任務(wù)餅狀圖，分成當(dāng)日，當(dāng)周，當(dāng)月餅狀圖，在AI建議頁面，用戶還可以查看已完成的自習(xí)任務(wù)記錄信息，點擊自習(xí)任務(wù)信息后，將發(fā)送建議請求給云開發(fā)后端，待AI建議完成后，將AI建議返回顯示在前端。通過對上述功能的詳細分析，本章將對所分析的需求進行詳細的介紹。3.1系統(tǒng)界面需求分析本系統(tǒng)的前端技術(shù)棧采用了原生的微信開發(fā)者工具與配套的微信小程序頁面設(shè)計，基于此，本系統(tǒng)的界面設(shè)計將嚴格遵守微信小程序的設(shè)計規(guī)范，將每個功能模塊都獨立成一個頁面，并且采用分層遞進的交互方式，來保證獲得一個簡潔清晰的操作界面和通俗易上手的操作邏輯。3.1.1核心頁面設(shè)計（1）任務(wù)創(chuàng)建頁面。在組件布局上采用橫向的表單容器來支持用戶填寫自習(xí)任務(wù)表單，包含輸入框輸入文本數(shù)據(jù)，分類選擇組件支持選擇自習(xí)任務(wù)，橫向的時間滑動條支持用戶可視化的設(shè)定自習(xí)任務(wù)時長。底部的完成按鈕的顏色較其他組件顏色將采用藍色和更高對比度，以提醒用戶填寫表單完成后點擊此組件進行表單提交。（2）計時執(zhí)行頁面。頁面布局的上方擺放了一個自制的長短黑條模擬分針和秒針運動，組件的運動應(yīng)收到j(luò)s邏輯控制函數(shù)的控制，確保每秒時鐘表針的移動符合分針和秒針的走過的角度占整個圓的角度恰好與已走過時間與總時間的占比，其中此處的總時間與任務(wù)的總時間不同，這里將總時間分成了一個個小的時間單位，為了實現(xiàn)簡便，這里設(shè)定每個時間單位為1分鐘，所以分針和秒針走過的角度就能和已執(zhí)行的時間能夠一一對應(yīng)。3.1.2交互設(shè)計 （1）跨模塊跳轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)所涉及的跨模塊跳轉(zhuǎn)包括從自習(xí)任務(wù)設(shè)定頁面跳轉(zhuǎn)至計時執(zhí)行頁面，從計時執(zhí)行頁面完成后跳轉(zhuǎn)回自習(xí)任務(wù)設(shè)定頁面，以及從用戶信息界面可以跳轉(zhuǎn)至其他三個功能頁面：歷史統(tǒng)計頁面，智能建議頁面，管理員頁面。 （2）反饋機制。當(dāng)用戶填寫自習(xí)任務(wù)表單的信息非法時，將在頁面上出現(xiàn)紅色錯誤提示，提示用戶合法的輸入規(guī)則，并且阻止用戶將非法信息寫入云開發(fā)數(shù)據(jù)庫。頁面功能模塊之間調(diào)用還涉及到了異步操作，所以當(dāng)調(diào)用云函數(shù)時應(yīng)顯示頁面加載動畫，提示用戶耐心等待。當(dāng)用戶提交表單數(shù)據(jù)成功或是管理員修改表單數(shù)據(jù)成功后，將在頁面展示微信原生的Toast提示動畫，并持續(xù)1.5秒，通知用戶操作已成功3.1.3適配性需求 為了適配用戶使用不同的設(shè)備進入微信小程序，本系統(tǒng)所以的頁面都將以rpx單位來實現(xiàn)響應(yīng)式布局，該布局能自動適應(yīng)用戶設(shè)備屏幕分辨率，響應(yīng)式調(diào)整組件大小，無需額外對所有主流設(shè)備進行配置，只需要對一臺設(shè)備配置完成后，響應(yīng)式布局自動組件適應(yīng)大小。3.2功能性需求分析3.2.1自習(xí)任務(wù)設(shè)定功能此功能作為本系統(tǒng)最為核心的信息數(shù)據(jù)輸入模塊，將采取表單化的設(shè)計思路完成所有的自習(xí)任務(wù)參數(shù)的填寫，以下詳細介紹各個子功能情況。自習(xí)任務(wù)功能用例圖如圖3.1所示。圖3.1自習(xí)任務(wù)功能用例圖自習(xí)任務(wù)設(shè)定功能模塊涵蓋6個子功能，分別是輸入自習(xí)任務(wù)名稱，選擇自習(xí)任務(wù)類別，自定義自習(xí)任務(wù)類別，輸入自習(xí)任務(wù)簡介，設(shè)定自習(xí)任務(wù)時長以及開始自習(xí)任務(wù)。該模塊的6個具體子功能的需求分析如下：（1）輸入自習(xí)任務(wù)名稱該功能通過一個輸入框?qū)崿F(xiàn)文本輸入，并且無需進行輸入屏蔽，支持輸入60個字符內(nèi)的文本，包含了對中英文、數(shù)字和常見的符號支持，在小程序前端僅做字符的字數(shù)限制，不在用戶輸入接口做內(nèi)容的過濾。在用戶提交自習(xí)任務(wù)時，將檢測自習(xí)任務(wù)名稱字段是否為空，保證自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)中不缺失這一關(guān)鍵字段數(shù)據(jù)。（2）選擇自習(xí)任務(wù)類別該功能通過若干個任務(wù)類別按鈕實現(xiàn)，預(yù)設(shè)任務(wù)類別包括語文、數(shù)學(xué)、英語、生物四大預(yù)設(shè)任務(wù)類別，并且這些按鈕都使用了對用戶更友好便捷的膠囊形式，用戶點擊對應(yīng)的任務(wù)類別按鈕，對應(yīng)按鈕的顏色將從為選中的白色改為深色，提示用戶完成了自習(xí)任務(wù)類別的選擇。在用戶提交自習(xí)任務(wù)時，將檢測自習(xí)任務(wù)類別字段是否為空，保證自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)中不缺失這一關(guān)鍵字段數(shù)據(jù)。（3）自定義自習(xí)任務(wù)類別在前面預(yù)設(shè)的自習(xí)任務(wù)類別基礎(chǔ)上，添加一個+號的按鈕入口，點擊后界面將新彈出一個新的文本輸入界面，用戶在輸入界面的內(nèi)嵌文本框內(nèi)輸入自定義任務(wù)類別后，點擊確定即可完成自定義自習(xí)任務(wù)類別的創(chuàng)建，前端將直接在本地校驗類別是否具有自習(xí)任務(wù)類別唯一性后，直接寫入本地緩存中，保證下次用戶無需再次新建相同的自習(xí)任務(wù)類別，新建的自定義自習(xí)任務(wù)類別將實時添加到預(yù)設(shè)任務(wù)類別的尾部或是已有的自定義任務(wù)類別的尾部，和預(yù)設(shè)類別無任何使用和功能上的差異。（4）輸入自習(xí)任務(wù)簡介該功能通過設(shè)定一個文本框輸入組件實現(xiàn)，該組件應(yīng)允許最大100字符的輸入限制，并且支持所有常用類別的字符，輸入時僅校驗字符長度，用戶輸入簡介文本完成后就完成了填寫。（5）設(shè)定自習(xí)任務(wù)時長此功能通過設(shè)定一個條狀的時間選擇器組件來實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)的可視化設(shè)定自習(xí)任務(wù)時長功能，支持以1分鐘為最小時間單位的拖動選擇，時間條的范圍為5分鐘到120分鐘，實時顯示當(dāng)前拖動時間條所代表的時間。開始自習(xí)任務(wù)用戶點擊開始按鈕后，將封裝以上四個用戶填寫字段：自習(xí)任務(wù)名稱，自習(xí)任務(wù)類別，自習(xí)任務(wù)時長，自習(xí)任務(wù)簡介成一條自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，提交到云開發(fā)數(shù)據(jù)庫中存儲，同時攜帶自習(xí)任務(wù)id跳轉(zhuǎn)到計時功能頁面。3.2.2計時功能此功能為具體的自習(xí)任務(wù)執(zhí)行模塊，將實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)的圖形化計時，自習(xí)任務(wù)信息顯示，暫停和自習(xí)任務(wù)完成提交功能。自習(xí)任務(wù)計時功能的用例圖如圖3.2所示圖3.2自習(xí)任務(wù)計時功能用例圖此功能的幾個具體子功能的需求分析如下。（1）圖形化計時首先通過跳轉(zhuǎn)時攜帶的自習(xí)任務(wù)id查詢云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，讀取到所有自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，將其中的自習(xí)任務(wù)時長字段存儲到本地變量，于邏輯控制頁面文件中編寫計算每過一秒時鐘的分針和秒針走過的角度，以此角度作為時鐘圖形變化的依據(jù)，圖形繪制時，將一根黑色細長條和一根黑色略粗短條作為時鐘的分針和秒針，針對時間變化進行相應(yīng)的單位圓內(nèi)的分鐘和秒針的圓周運動。同時記錄當(dāng)前已經(jīng)歷的時間，與自習(xí)任務(wù)時長相減得到當(dāng)前時間，wxml文件中部署鐘表組件，每秒進行刷新，依據(jù)當(dāng)前時間數(shù)據(jù)在鐘表中間實時顯示自習(xí)任務(wù)所剩時間。（2）顯示自習(xí)任務(wù)信息將之前讀取到自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)中的自習(xí)任務(wù)名稱和自習(xí)任務(wù)簡介字段的內(nèi)容，于鐘表下方顯示。（3）暫停功能點擊暫停按鈕后，鐘表停走，此時記錄當(dāng)前已走時間的本地變量將不再繼續(xù)計時，時間計時暫停，再次點擊按鈕后鐘表從上次暫停狀態(tài)開始繼續(xù)走字，倒計時剩余時間繼續(xù)計數(shù)。（4）完成功能用戶在倒計時未結(jié)束時點擊完成將觸發(fā)未完成提醒，用戶于此狀態(tài)結(jié)束任務(wù)時，上傳的任務(wù)記錄將不改變自習(xí)任務(wù)的完成狀態(tài)。當(dāng)自習(xí)任務(wù)倒計時結(jié)束時，完成按鈕將閃爍，點擊完成按鈕后將上傳自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫，并且將自習(xí)任務(wù)狀態(tài)改成完成。3.2.3用戶信息功能作為系統(tǒng)的功能入口模塊，這里將實現(xiàn)用戶的身份驗證以及提供用戶信息相關(guān)功能的跳轉(zhuǎn)入口。用戶信息模塊用例圖如圖3.3所示圖3.3用戶信息功能用例圖此功能的幾個具體子功能的需求分析如下。（1）用戶登錄功能用戶未登錄時，點擊用戶頭像按鈕將跳轉(zhuǎn)微信登錄彈窗，通過微信原生庫提供的wx.getUserProfile接口獲得用戶名和用戶頭像信息，并且登陸后顯示用戶昵稱和用戶頭像信息。（2）歷史統(tǒng)計功能入口在用戶信息界面中點擊歷史統(tǒng)計按鈕后，通過云函數(shù)實現(xiàn)攜帶著用戶的openid參數(shù)這一用戶的唯一身份標(biāo)識，跳轉(zhuǎn)到歷史統(tǒng)計頁面，便于查詢當(dāng)前用戶的相關(guān)自習(xí)任務(wù)歷史。（3）智能建議功能入口點擊智能建議按鈕后將跳轉(zhuǎn)智能建議頁面，值得注意的是，這里同樣需要攜帶用戶的openid參數(shù)進行跳轉(zhuǎn)，實際上這里的智能建議功能實現(xiàn)是在歷史統(tǒng)計功能的基礎(chǔ)上完成的，共用同一段功能邏輯代碼，在查詢到用戶歷史自習(xí)任務(wù)基礎(chǔ)上，對任務(wù)數(shù)據(jù)的各個字段進行打包整理，發(fā)送云函數(shù)中，統(tǒng)一語料格式后，發(fā)送給DeepSeek，再接收語料顯示在前端頁面。3.2.4歷史統(tǒng)計功能歷史統(tǒng)計功能模塊用例圖如圖3.4所示：圖3.4歷史統(tǒng)計模塊用例圖該模塊的歷史統(tǒng)計將分為三個周期進行當(dāng)前用戶的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分為當(dāng)日，當(dāng)周，當(dāng)月，每個時間周期處理邏輯類似，以下針對當(dāng)日進行需求分析如下：（1）歷史統(tǒng)計圖形化功能用戶選擇了對應(yīng)的時間周期后，將拉取數(shù)據(jù)庫自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，進行對應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，然后根據(jù)每個自習(xí)任務(wù)時長占總時間周期內(nèi)所有自習(xí)任務(wù)的時長的比例，繪制餅圖，餅圖的每一塊餅的顏色都使用rgb顏色進行隨機生成色相值，并且固定飽和度為70%和亮度為60%，同時為了避免相鄰色塊過于接近導(dǎo)致的顏色混淆，設(shè)定相鄰色塊的rgb值將相差10以上，保證用戶能夠區(qū)分每個自習(xí)任務(wù)，同時使用隨機的rgb顏色能夠適應(yīng)未確定數(shù)量的自習(xí)任務(wù)，并在下方生成對應(yīng)的圖例，圖例含有之前讀取到自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)中包含的自習(xí)時間和自習(xí)任務(wù)名稱數(shù)據(jù)，以當(dāng)前分配到的rgb顏色作為小色塊，顯示在該條圖例的最左邊，右方間隔一定距離顯示該條圖例所代表的自習(xí)任務(wù)名稱。（2）時間周期切換功能用戶可通過頂部的TabBar進行切換時間周期，如果當(dāng)前時間周期沒有自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，將提醒用戶當(dāng)前時間周期無數(shù)據(jù)，用戶選擇了一個時間周期后，對應(yīng)時間周期的按鈕將從白色變成藍色，提示用戶當(dāng)前選擇時間周期是哪一個，如果用戶未選擇時間周期，則默認時間周期為當(dāng)日，這也是用戶進入該功能模塊時的默認時間周期。3.2.5智能建議功能本功能模塊將整合DeepSeekApi接口，利用大模型的專家級的自然語言處理能力，為自習(xí)任務(wù)改進提供個性化和智能化的建議，其中包含讀取自習(xí)任務(wù)記錄和生成ai智能建議并展示兩個核心子功能。智能建議功能模塊用例圖如圖3.5所示：圖3.5智能建議模塊用例圖該模塊的智能建議通過云函數(shù)login獲取到當(dāng)前用戶的openid，從云開發(fā)數(shù)據(jù)庫中讀取所有與該openid相同的數(shù)據(jù)，然后可以對每一條自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)給出相應(yīng)的ai智能建議，功能需求分析如下：（1）顯示當(dāng)前用戶所有的自習(xí)任務(wù)此處將復(fù)用歷史統(tǒng)計功能模塊的功能邏輯代碼，利用云函數(shù)login獲取到當(dāng)前登錄微信用戶的openid，再從云開發(fā)數(shù)據(jù)庫中讀取到所有openid字段值與當(dāng)前用戶openid值相等的自習(xí)任務(wù)記錄，將同一天的自習(xí)任務(wù)合并為一組，組內(nèi)每一條自習(xí)任務(wù)記錄都將展示自習(xí)任務(wù)名稱、自習(xí)任務(wù)簡介、自習(xí)任務(wù)時長和自習(xí)任務(wù)的類別，以便于用戶回想起自習(xí)任務(wù)的目的和要點，并且這些數(shù)據(jù)在隨后的大模型API訪問中，實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)的傳遞。（2）ai智能建議用戶點擊想要獲取建議的自習(xí)任務(wù)建記錄，將該條自習(xí)任務(wù)記錄的自習(xí)任務(wù)名稱字段值，自習(xí)任務(wù)簡介字段值，自習(xí)任務(wù)時長字段值和自習(xí)任務(wù)類別字段值打包成ai自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)集合，在云函數(shù)DeepSeekAdvice云函數(shù)中，通過openai庫接入deepseekAPI接口，將自習(xí)任務(wù)集合整理成API接受的自然語言格式后，附帶自習(xí)任務(wù)的提示詞，將這二者整合成一大段提示詞交給deepseekAPI，當(dāng)語料還未生成完畢時，前端將顯示正在生成中，待語料完全生成后，API將返回語料到云函數(shù)，云函數(shù)再將得到的語料返回到智能建議的前端頁面，通過在當(dāng)前頁面新建的額外彈窗中，顯示API返回的智能建議語料，當(dāng)用戶再次點擊非窗口位置后，將返回上一級頁面。3.2.6管理員功能 本功能模塊主要實現(xiàn)管理員登錄的鑒權(quán)功能和自習(xí)任務(wù)修改功能。圖3.6管理員功能模塊用例圖 （1）身份鑒權(quán)機制。通過調(diào)用checkAdmin云函數(shù)，獲取到當(dāng)前用戶的openid與云函數(shù)中的管理員openid列表中的元素進行比對，如果查找到當(dāng)前用戶的openid出現(xiàn)在管理員列表則通過鑒權(quán)，成功通過用戶信息界面的管理員入口跳轉(zhuǎn)到管理員頁面，否則給出提示拒絕非管理員用戶訪問管理員頁面。 （2）自習(xí)任務(wù)修改。這里通過導(dǎo)航到子頁面edit的URL的參數(shù)id定位至具體的需要查詢和修改的自習(xí)任務(wù)，即在頁面跳轉(zhuǎn)函數(shù)的id參數(shù)處填寫自習(xí)任務(wù)的id，實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)的綁定，更新時，采用微信開發(fā)者工具支持的原生db庫內(nèi)的update語句內(nèi)填寫需要修改的字段和相應(yīng)的修改字段值，這里的字段值由用戶在edit頁面填寫時提供，提交給云開發(fā)數(shù)據(jù)庫完成修改后，在前端頁面顯示修改完成提示。3.2.7用例圖依賴關(guān)系 前文給出了各個功能的用例圖，下圖為各個用例圖之間的依賴關(guān)系。圖3.7用例圖依賴關(guān)系UML 圖3.7涉及到兩類系統(tǒng)使用者，管理員和用戶，七個具體的功能用例，詳細說明如下。系統(tǒng)使用者權(quán)限定義。普通用戶能夠創(chuàng)建自習(xí)任務(wù)、執(zhí)行自習(xí)任務(wù)、查看歷史統(tǒng)計和獲取智能建議等系統(tǒng)功能。管理具有刪改自習(xí)任務(wù)的權(quán)限。UML具體說明。用戶執(zhí)行自習(xí)任務(wù)流程為：先創(chuàng)建自習(xí)任務(wù)，其中包含了填寫所有自習(xí)任務(wù)表單所需的所有數(shù)據(jù)，填寫完畢后將跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行任務(wù)的幾十頁面，等待用戶完成自習(xí)任務(wù)，倒計時停止后，將提交自習(xí)任務(wù)所有相關(guān)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。用戶在查看歷史統(tǒng)計頁面時，也將拉取之前所得到的自習(xí)任務(wù)任務(wù)數(shù)據(jù)，并篩選出當(dāng)前用戶的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)以可視化的形式展現(xiàn)出來，同時智能建議功能同樣依賴于之前用戶的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，拉取后將其中的關(guān)鍵信息與代碼內(nèi)硬編碼的提示詞一并通過API提交給大模型，大模型返回語料后顯示在前端頁面。而管理員將在管理員入口鑒權(quán)管理員的openid是否在管理員名單上，進入后管理員可以對所有的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)進行刪除或修改操作，完成后也將同步到云開發(fā)數(shù)據(jù)庫。3.3非功能性需求分析3.3.1性能指標(biāo)（1）響應(yīng)時間。通過實際體驗市面上的小程序以及前期對系統(tǒng)早期版本的測試反饋得出本系統(tǒng)的響應(yīng)時間，從自習(xí)任務(wù)的創(chuàng)建到自習(xí)任務(wù)提交再到前端頁面發(fā)回反饋，整個流程響應(yīng)時間在冷啟動情況應(yīng)不高于2s，平均相應(yīng)時間應(yīng)不高于1s，微信云云函數(shù)的超時時間設(shè)定為3s，以免用戶因系統(tǒng)故障或堵塞而忙等。（2）并發(fā)能力。本系統(tǒng)在實際任務(wù)的單機操作執(zhí)行上是順序執(zhí)行操作，而多個微信用戶在不同設(shè)備上多次向云開發(fā)數(shù)據(jù)庫發(fā)起的讀寫請求則根據(jù)云開發(fā)數(shù)據(jù)的參數(shù)顯示，應(yīng)最少支持200用戶同時進行讀寫操作。3.3.2安全需求（1）數(shù)據(jù)隔離。用戶數(shù)據(jù)的存儲是放在云開發(fā)數(shù)據(jù)庫tasks集合下，由云開發(fā)數(shù)據(jù)庫自動維護，各個微信用戶的數(shù)據(jù)通過openid字段實現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離。（2）管理員認證。管理員的操作需要先通過管理員驗證，這里使用白名單驗證，只有openid與管理員白名單所含的openid一致的微信用戶才允許進行管理員操作。3.4系統(tǒng)約束條件3.4.1技術(shù)棧約束（1）前端框架。本系統(tǒng)的前端設(shè)計完全依賴于微信開發(fā)者工具提供的前端技術(shù)棧，系統(tǒng)實現(xiàn)時應(yīng)嚴格遵守微信小程序獨有的WXML/WXSS語法。（2）存儲方案。用戶提交的自習(xí)任務(wù)表單數(shù)據(jù)應(yīng)提交到云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，由云開發(fā)數(shù)據(jù)庫進行自動管理，而類似自習(xí)任務(wù)自定義類別等用戶獨有的，與AI服務(wù)的數(shù)據(jù)依賴無關(guān)的數(shù)據(jù)，則直接使用微信小程序自行管理的本地緩存進行存儲，為確保系統(tǒng)的流暢度和照顧用戶設(shè)備性能，這些本地緩存的數(shù)據(jù)總大小不應(yīng)超過10MB，當(dāng)本地緩存數(shù)據(jù)大小過大時，應(yīng)按照緩存數(shù)據(jù)加入緩存的時間先后順序，先清除舊數(shù)據(jù)，后清除新數(shù)據(jù)。（3）AI接口。本系統(tǒng)所提供的AI服務(wù)依賴于DeepSeekAPI，為了避免由于DeepSeek服務(wù)器堵塞而發(fā)生的AI服務(wù)長時間未能響應(yīng)的情況，設(shè)定API的響應(yīng)時間不超過5秒，超時將自動終止向DeepSeek繼續(xù)發(fā)送請求，并在前端返回超時提示。3.4.2第三方服務(wù)約束（1）微信登錄服務(wù)。如若發(fā)生微信登錄服務(wù)長時間未響應(yīng)時，應(yīng)在前端提示服務(wù)維護中的提示，此功能由微信開發(fā)者工具庫提供的原生登錄接口自動維護和做出相應(yīng)反饋。（2）騰訊云數(shù)據(jù)庫。目前系統(tǒng)設(shè)定的云數(shù)據(jù)庫每日備份時間為每日凌晨3:00-4:00，云數(shù)據(jù)庫維護期間，云數(shù)據(jù)庫只接收讀取請求，不接收寫入請求，功能設(shè)計時只需考慮寫入云數(shù)據(jù)庫失敗的錯誤提示即可包含此情況的錯誤提示。3.5數(shù)據(jù)字典字段名稱類型長度允許空描述_idVARCHAR32否文檔唯一標(biāo)識符（MD5哈希值）descriptionTEXT255是學(xué)習(xí)任務(wù)詳細內(nèi)容描述durationDOUBLE-否計劃學(xué)習(xí)時長（分鐘）nameVARCHAR50否學(xué)習(xí)任務(wù)名稱pauseTimeDOUBLE-是學(xué)習(xí)過程中暫停時長（分鐘）statusBOOLEAN-否任務(wù)完成狀態(tài)（true/false）_openidVARCHAR28否用戶唯一標(biāo)識（微信OpenID）categoryVARCHAR20否學(xué)科分類（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/數(shù)學(xué)/數(shù)據(jù)庫等） 上述表格為本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)字典，遵守了IEEE610標(biāo)準(zhǔn)定義，列出了本系統(tǒng)所有需要的數(shù)據(jù)。特別指出，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是復(fù)用式的，即以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即為一條完整的數(shù)據(jù)，每個功能模塊都可能涉及到其中一個或多個字段的讀取或?qū)懭搿?對于本系統(tǒng)來說，_id字段是微信云開發(fā)數(shù)據(jù)庫自行維護的字段，采用md5算法固定生成32位的哈希值，以此作為數(shù)據(jù)維護的依據(jù)，維護過程完全由微信云開發(fā)進行，對開發(fā)者而言是完全透明的。description字段是自習(xí)任務(wù)的簡介，由用戶在自習(xí)任務(wù)設(shè)定界面進行填寫，可以由管理員進入管理頁面進行修改，同時也是智能建議中ai提供建議的語料依據(jù)之一。duration字段是用戶在自習(xí)任務(wù)設(shè)定界面設(shè)定的自習(xí)任務(wù)時長，將在計時功能頁面被調(diào)用，作為倒計時時長的數(shù)據(jù)依據(jù)。name字段是字段是用戶在自習(xí)任務(wù)設(shè)定界面設(shè)定的自習(xí)任務(wù)名稱，可以由管理員進入管理頁面進行修改，同時也是智能建議中ai提供建議的語料依據(jù)之一。pauseTime是用戶在計時頁面中暫停的時長，傳入數(shù)據(jù)庫中存儲是為了能夠支持用戶在弱網(wǎng)或無網(wǎng)環(huán)境的再次重啟計時任務(wù)。status字段用布爾值表示當(dāng)前任務(wù)是否已被完成，只有已被完成才能歷史統(tǒng)計頁面所統(tǒng)計，未被完成的任務(wù)沒有統(tǒng)計價值。_openid是微信用戶的唯一標(biāo)識，以此區(qū)分每一個微信用戶的用戶數(shù)據(jù)，同時檢查openid是否處于管理員名單中，并以此作為管理員鑒權(quán)的依據(jù)。category是字段是用戶在自習(xí)任務(wù)設(shè)定界面設(shè)定的自習(xí)任務(wù)名稱，同時也是智能建議中ai提供建議的語料依據(jù)之一。4系統(tǒng)總體設(shè)計4.1系統(tǒng)框架圖4.1系統(tǒng)框架圖系統(tǒng)框架如圖4.1所示，整個系統(tǒng)分為三層，分別是前端，后端，數(shù)據(jù)庫，前端負責(zé)頁面顯示邏輯，頁面組件控制，頁面樣式管理，后端負責(zé)接受前端傳來的數(shù)據(jù)進行具體的業(yè)務(wù)處理，數(shù)據(jù)庫負責(zé)持久化用戶數(shù)據(jù)，并在必要時取出數(shù)據(jù)進行業(yè)務(wù)處理。下面對這三層架構(gòu)進行介紹。（1）前端前端是采用了原生的微信小程序開發(fā)，主要功能邏輯是JS文件處理頁面邏輯，JSON文件處理各類環(huán)境變量和頁面常量，WXML設(shè)定頁面組件，包括位置大小方向顏色和JS的處理邏輯函數(shù)的綁定，WXSS設(shè)定組件的樣式，保證頁面更美觀。（2）后端微信云開發(fā)提供的云函數(shù)可以將每一個功能函數(shù)獨立成一個云函數(shù)，前端需要后端處理數(shù)據(jù)功能時，直接調(diào)用對應(yīng)的云函數(shù)即可。云函數(shù)和對應(yīng)的前端功能只需要在js頁面設(shè)定好綁定邏輯就可以運行。（3）數(shù)據(jù)庫微信云開發(fā)提供的數(shù)據(jù)庫可以將需要持久化的數(shù)據(jù)存儲在云端，可以在云端管理數(shù)據(jù)訪問和讀取權(quán)限，權(quán)限和數(shù)據(jù)分離，每條數(shù)據(jù)還會附帶上持久化時的OPENID即每個微信用戶的唯一標(biāo)識，以此進行用戶數(shù)據(jù)的隔離，云開發(fā)數(shù)據(jù)庫的分庫邏輯是設(shè)定成一個個集合，對集合內(nèi)的數(shù)據(jù)沒有特殊要求，減少了耦合度。4.2系統(tǒng)功能類圖通過對本系統(tǒng)的需求分析可得，本系統(tǒng)的功能實現(xiàn)可以分為5個模塊分別是自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊，倒計時模塊，用戶界面功能模塊，歷史統(tǒng)計功能模塊，智能建議功能模塊。4.3系統(tǒng)層次模塊圖通過對本系統(tǒng)的需求分析可得，本系統(tǒng)的功能實現(xiàn)可以分為5個模塊分別是自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊，倒計時模塊，用戶界面功能模塊，歷史統(tǒng)計功能模塊，智能建議功能模塊。下圖圖4.2為系統(tǒng)功能層次模塊圖：圖4.2自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)層次模塊圖（1）自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊包括自習(xí)任務(wù)名稱設(shè)定，選擇自習(xí)任務(wù)類別，自定義自習(xí)任務(wù)類別，設(shè)定自習(xí)任務(wù)時間，天禧自習(xí)任務(wù)簡介，開始自習(xí)任務(wù)。在此模塊用戶將填寫有關(guān)自習(xí)任務(wù)的信息。（2）倒計時模塊包括圖形化計時，顯示自習(xí)任務(wù)信息，暫停功能，完成功能。在此模塊用戶將具體執(zhí)行自習(xí)任務(wù)倒計時功能來監(jiān)督用戶自習(xí)。（3）用戶界面模塊包括用戶登錄功能，歷史統(tǒng)計功能入口，智能建議功能入口。在此模塊用戶要進行登錄操作和跳轉(zhuǎn)其他功能模塊（4）歷史統(tǒng)計模塊包括歷史統(tǒng)計圖形化功能，切換時間周期功能在此模塊用戶可以回顧過去的自習(xí)任務(wù)的統(tǒng)計信息，可以查看圖形化的歷史統(tǒng)計。（5）智能建議模塊包括顯示當(dāng)前用戶所有的自習(xí)任務(wù)記錄，給與AI智能建議。在此模塊用戶可以針對自己不滿意的自習(xí)記錄獲取相應(yīng)的智能建議。4.4系統(tǒng)時序圖圖4.3為三個主要模塊自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊、倒計時模塊、智能建議模塊之間簡單的時序圖。圖4.3系統(tǒng)時序圖如圖4.3本系統(tǒng)依據(jù)微信平臺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與云端一體化架構(gòu)進行開發(fā)，形成完整的閉環(huán)交互體系與組件化服務(wù)框架。用戶啟動小程序即觸發(fā)系統(tǒng)運行流程，前端優(yōu)先通過wx.checkSession接口校驗用戶登錄狀態(tài)。當(dāng)檢測到會話超時或未認證狀態(tài)時，自動激活wx.getUserProfile授權(quán)協(xié)議獲取用戶加密憑證，同步生成_openid作為用戶身份標(biāo)識，以此構(gòu)建多租戶數(shù)據(jù)隔離體系，有效保障用戶隱私與數(shù)據(jù)安全。已認證用戶可直接加載本地持久化數(shù)據(jù)并直達核心功能界面，優(yōu)化操作流暢度與資源加載效率。任務(wù)管理功能依托數(shù)據(jù)庫的db.collection.add接口實現(xiàn)文檔型數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)自動生成全局唯一taskId作為事務(wù)處理核心標(biāo)識。時間管理單元采用setInterval實現(xiàn)精準(zhǔn)計時，配合db.collection.update接口進行原子操作，確保分布式環(huán)境下的數(shù)據(jù)強一致性，實現(xiàn)多終端狀態(tài)實時同步。數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊基于completedAt時間戳字段構(gòu)建多維度查詢索引，支持日粒度、周周期、月區(qū)間的智能分析。可視化引擎通過Canvas繪圖接口進行動態(tài)渲染，數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)借助云函數(shù)完成HSL色域轉(zhuǎn)換、弧度參數(shù)計算等圖形處理算法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的精確度與視覺美感平衡。智能輔助功能深度整合DeepSeek人工智能接口，采用實時流式響應(yīng)機制提升交互效率。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過Prompt模板引擎進行結(jié)構(gòu)化處理，生成內(nèi)容通過安全審查接口過濾后，以動態(tài)彈層形式進行智能推薦，構(gòu)建人機協(xié)同的智慧化服務(wù)場景。后臺管理系統(tǒng)實行預(yù)授權(quán)管理模式，通過數(shù)據(jù)庫白名單機制限定管理權(quán)限。授權(quán)賬戶可調(diào)用db.collection.remove和update接口執(zhí)行數(shù)據(jù)維護操作，配套建立操作日志追蹤機制，形成涵蓋數(shù)據(jù)清理、狀態(tài)更新等管理功能的安全管控體系，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性與可追溯性。4.5系統(tǒng)的類圖圖4.3為三個主要模塊自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊、倒計時模塊、智能建議模塊之間簡單的時序圖。圖4.5系統(tǒng)的類圖如圖4.5完整呈現(xiàn)了本系統(tǒng)的分層架構(gòu)設(shè)計與核心組件交互機制，嚴格遵循模塊化設(shè)計原則與MVC模式規(guī)范，系統(tǒng)架構(gòu)劃分為客戶端、服務(wù)端、數(shù)據(jù)模型及第三方服務(wù)四大層次：客戶端通過用戶界面類封裝wx.getStorageSync本地緩存操作與wx.navigateTo頁面跳轉(zhuǎn)邏輯，內(nèi)置bindtap事件處理器實現(xiàn)用戶交互響應(yīng)，倒計時組件類獨立管理rotation旋轉(zhuǎn)角度與progress進度值計算，通過formatTime時間格式化與drawProgressRing環(huán)形繪制方法實現(xiàn)可視化渲染；服務(wù)端云函數(shù)類提供checkAdminStatus權(quán)限校驗、getAllTasks數(shù)據(jù)檢索、processTasks聚合處理等核心業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)庫管理器類實現(xiàn)addTask/updateTask原子操作與getTasksByDate時空查詢，通過mand.inc指令保障多端數(shù)據(jù)一致性；數(shù)據(jù)模型層定義用戶配置類（含openid標(biāo)識、categories分類列表、isAdmin權(quán)限標(biāo)記）與自習(xí)任務(wù)類（包含_id主鍵、duration時長、status狀態(tài)等持久化字段），二者通過擁有關(guān)系建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；第三方服務(wù)集成微信授權(quán)服務(wù)類實現(xiàn)getUserProfile憑證獲取與checkSession狀態(tài)維護，DeepSeekAI類通過generateAdvice方法對接大模型API生成智能建議。各層次間通過標(biāo)準(zhǔn)化接口進行異步通信，客戶端調(diào)用云函數(shù)執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，服務(wù)端通過數(shù)據(jù)庫管理器操作數(shù)據(jù)持久化，關(guān)鍵操作采用事務(wù)處理與字段級權(quán)限控制，其技術(shù)實現(xiàn)深度契合前文5.1至5.6節(jié)所述功能模塊，完整構(gòu)建從用戶交互到數(shù)據(jù)存儲的全鏈路技術(shù)體系。4.6系統(tǒng)活動圖圖4.3為三個主要模塊自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊、倒計時模塊、智能建議模塊之間簡單的時序圖。圖4.6系統(tǒng)活動圖如圖4.6完整展現(xiàn)了自習(xí)管理系統(tǒng)的全流程交互機制與技術(shù)實現(xiàn)路徑，嚴格遵循模塊化設(shè)計原則與微信小程序開發(fā)規(guī)范，以用戶訪問小程序為起點，通過決策節(jié)點判斷登錄狀態(tài)（未登錄用戶觸發(fā)微信授權(quán)流程，調(diào)用wx.getUserProfile獲取_openid憑證并加載本地緩存配置，已登錄用戶直接加載持久化數(shù)據(jù)），主界面集成四大功能入口：新建任務(wù)模塊通過表單驗證與分類選擇實現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)范化錄入，調(diào)用saveTask云函數(shù)完成云數(shù)據(jù)庫寫入與本地緩存同步后跳轉(zhuǎn)至倒計時頁面；歷史統(tǒng)計模塊采用processData方法進行時空維度數(shù)據(jù)分析，結(jié)合Canvas組件實現(xiàn)交互式圖表渲染與時間篩選項聯(lián)動；智能建議模塊通過DeepSeekAPI接口生成結(jié)構(gòu)化建議內(nèi)容，采用全量接收模式保障響應(yīng)完整性；管理員入口實施白名單權(quán)限校驗機制，通過原子操作實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)維護。關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置多重驗證防護（包含表單字段校驗、操作權(quán)限校驗、API響應(yīng)狀態(tài)校驗），數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程嚴格遵循_openid字段隔離原則，可視化組件采用雙線程渲染策略（數(shù)據(jù)聚合與圖形初始化并行執(zhí)行），異步操作均通過wx.showLoading或wx.hideLoading實現(xiàn)狀態(tài)反饋。5系統(tǒng)詳細設(shè)計與實現(xiàn)本系統(tǒng)具體功能實現(xiàn)時遵循了模塊化的頁面設(shè)計范式。這種設(shè)計思路強調(diào)了功能的低耦合性和頁面職責(zé)的單一性，即便于開發(fā)時可以功能模塊化的實現(xiàn)，也便于后期功能測試時可以進行模塊化測試，降低開發(fā)難度，加快開發(fā)時間，減少測試成本。5.1自習(xí)任務(wù)設(shè)定模塊此模塊主要實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)的表單填寫。5.1.1頁面實現(xiàn)邏輯onload()是頁面加載時函數(shù)，在函數(shù)內(nèi)調(diào)用loadCustomCategories()，讀取當(dāng)前登錄的openid來判斷當(dāng)前用戶的身份，獲得在本地緩存wx.storage()中存儲的自習(xí)任務(wù)類別，并進行加載，同時加載預(yù)設(shè)的自習(xí)任務(wù)類別。如果用戶想要刪除自定義的任務(wù)類別則調(diào)用deleteCategory()來進行類別刪除和二次確認操作，這實際上是頁面顯示的刪除邏輯，真正實現(xiàn)本地緩存中刪除操作的是handleRealDelete()，他會接受需要刪除的任務(wù)類別，再利用openid在wx.strorage（）緩存中查找，進行對應(yīng)的刪除操作。而用戶想要新建自定義任務(wù)類別時，saveCustomCategories()將用戶輸入的自定義類別存入wx.strorage()中，再與綁定的wxml組件聯(lián)動，在前端頁面顯示。所有的自習(xí)任務(wù)表單都填寫完畢之后，saveTask()負責(zé)將表單數(shù)據(jù)統(tǒng)一提交給云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，確認完畢后跳轉(zhuǎn)至倒計時頁面。圖5.1自習(xí)任務(wù)設(shè)定功能流程圖如圖5.1完整的展示自習(xí)任務(wù)設(shè)定功能的實現(xiàn)的功能流程，從驗證用戶登錄狀態(tài)為出發(fā)，以openid這一微信用戶的唯一標(biāo)識作為身份驗證標(biāo)識，通過在用戶完成微信授權(quán)后調(diào)用loadCustomCategories()方法從wx.storage本地緩存中加載預(yù)設(shè)及自定義任務(wù)分類數(shù)據(jù)再通過微信提供的wxml組件實時動態(tài)的渲染和生成界面組件，且當(dāng)用戶觸發(fā)刪除操作時自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)將通過調(diào)用deleteCategory()方法執(zhí)行二次確認機制并在確認后執(zhí)行handleRealDelete()方法實現(xiàn)_openid即用戶關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的實時刪除并完成前端頁面的實時刷新，而針對新建分類需求則通過調(diào)用saveCustomCategories()方法進行自習(xí)任務(wù)自定義類別名稱的唯一性校驗后寫入本地緩存并同步在前端頁面更新組件狀態(tài)，等用戶完成表單填寫后再由saveTask()方法進行數(shù)據(jù)完整性的驗證同時再將格式化后的自習(xí)任務(wù)表單數(shù)據(jù)提交至微信云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)云函數(shù)返回狀態(tài)碼的不同進行倒計時頁面的定向跳轉(zhuǎn)或錯誤提示的分支跳轉(zhuǎn)操作。5.1.2表單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)此時提交的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)具體的鍵值對情況如下：duration:自習(xí)任務(wù)時間name:自習(xí)任務(wù)名稱status:自習(xí)任務(wù)完成狀態(tài)True和false標(biāo)識createdAt:自習(xí)任務(wù)創(chuàng)建時間_openid:標(biāo)識自習(xí)任務(wù)歸屬于哪個微信用戶5.2倒計時模塊此模塊主要實現(xiàn)具體自習(xí)任務(wù)的執(zhí)行中倒計時的可視化。5.2.1頁面實現(xiàn)邏輯通過利用加載函數(shù)onLoad()在頁面初始化時以taskId參數(shù)為索引檢索獲取云端任務(wù)數(shù)據(jù)，并在page結(jié)構(gòu)體中初始化計時參數(shù)并啟動定時器。再loadTaskDetail()從云數(shù)據(jù)庫tasks集合獲取計時器所需的任務(wù)信息，再處理任務(wù)描述的截斷顯示，當(dāng)超過15字符顯示省略符以方便界面顯示和美觀。而后startTimer()創(chuàng)建每秒執(zhí)行的定時器，當(dāng)任務(wù)未暫停時進行倒計時計算，觸發(fā)時間實時的顯示更新、時間的進度環(huán)旋轉(zhuǎn)動畫以及超時震動提醒。togglePause()能實現(xiàn)暫停/恢復(fù)雙態(tài)切換，在倒計時暫停時會記錄時間戳，恢復(fù)時再通過原生庫提供的mand.inc庫函數(shù)進行原子操作（由于使用了云開發(fā)數(shù)據(jù)庫，涉及數(shù)據(jù)庫操作都需要進行異步操作，在函數(shù)頭增加asnyc字段并且編寫時注重維護原子操作，否則在多線程情況下可能會出現(xiàn)命令后發(fā)先制的不合理情況）再累加暫停時長到微信云開發(fā)數(shù)據(jù)庫。而handleComplete()利用了計時狀態(tài)進行不同的分支處理：自習(xí)任務(wù)未完成的時候會彈出二次確認對話框，確認放棄后再調(diào)用deleteTaskAndBack()刪除云數(shù)據(jù)庫任務(wù)記錄；正常完成時通過saveTaskAndBack()更新任務(wù)狀態(tài)為完成，記錄實際耗時和完成時間。圖5.2計時功能流程圖如圖5.2詳細展示了整個計時功能頁面工作流程，從用戶點擊自習(xí)任務(wù)設(shè)定提交出發(fā)，云開發(fā)數(shù)據(jù)庫實時更新自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)后，通過onLoad()頁面加載函數(shù)來接收taskId參數(shù)同時拉取云數(shù)據(jù)庫tasks集合的任務(wù)數(shù)據(jù)，隨后調(diào)用loadTaskDetail()方法以異步的方式獲取自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)同時在前端頁面進行自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)的預(yù)處理（包括自習(xí)任務(wù)描述的自動截斷處理，當(dāng)字符長度超過15后的字符自動被替換為省略符以免擠占前端頁面），再隨后調(diào)用startTimer()方法創(chuàng)建高精度定時器（時間間隔1000ms±10ms）實現(xiàn)秒級倒計時實時計算同時前端頁面組件進行同步渲染生成，在過程中前端頁面組件動態(tài)更新剩余時間顯示、進度環(huán)旋轉(zhuǎn)角度及觸發(fā)震動提醒（剩余時間≤0時調(diào)用wx.vibrateLong()原生API），而當(dāng)用戶執(zhí)行暫停操作時自習(xí)任務(wù)管理系統(tǒng)將調(diào)用togglePause()方法記錄當(dāng)前暫停時的準(zhǔn)確時間戳并利用微信原生庫的mand.inc指令實現(xiàn)暫停時長的原子累加，以確保在多設(shè)備并發(fā)操作的情況下保證數(shù)據(jù)的一致性，自習(xí)任務(wù)完成時調(diào)用handleComplete()方法進行分支處理：正常完成時調(diào)用saveTaskAndBack()向云開發(fā)數(shù)據(jù)庫更新任務(wù)狀態(tài)為已完成同時記錄實際耗時與完成時間戳，而自習(xí)任務(wù)異常終止時則調(diào)用deleteTaskAndBack()方法執(zhí)行云數(shù)據(jù)庫記錄的物理刪除與頁面導(dǎo)航回退至上一個頁面。5.2.2表單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)頁面data對象存儲的計時狀態(tài)：time:當(dāng)前剩余秒數(shù)originalTime:任務(wù)初始總時長rotation:進度環(huán)旋轉(zhuǎn)角度（每分鐘6度）isPaused:暫停狀態(tài)標(biāo)識pauseStart:暫停開始時間戳timeScale:時間縮放系數(shù)（開發(fā)時會加大此字段以加快調(diào)試）minutes/seconds:格式化顯示時間云數(shù)據(jù)庫tasks集合存儲的任務(wù)文檔：_id:任務(wù)唯一標(biāo)識duration:預(yù)設(shè)總時長（秒）pauseTime:累計暫停時長（秒）status:完成狀態(tài)布爾值actualDuration:實際專注時長（總時長-剩余時間）completedAt:完成時間的時間戳_openid:任務(wù)歸屬用戶標(biāo)識5.3用戶界面模塊此模塊主要實現(xiàn)用戶界面。5.3.1頁面實現(xiàn)邏輯本頁面主要是微信登錄和導(dǎo)航到二級功能，所以具體的js控制邏輯中值得一提的只有利用wx.getUserProFile()實現(xiàn)微信登錄功能，然后在wxml中設(shè)定兩個跳轉(zhuǎn)按鈕綁定一下導(dǎo)航頁面。圖5.3用戶界面功能流程圖如圖5.3描述了用戶界面功能模塊中核心交互流程：用戶登錄、導(dǎo)航功能，從用戶訪問小程序首頁開始，調(diào)用wx.getStorageSync('userInfo')先查詢緩存數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前是否存在登錄狀態(tài)，如果未登錄則顯示微信授權(quán)按鈕同時綁定getUserProfile函數(shù)進行事件監(jiān)聽，當(dāng)用戶點擊登錄按鈕后觸發(fā)微信小程序原生API的登錄函數(shù)wx.getUserProfile()并彈出官方授權(quán)彈窗，隨后請求用戶授權(quán)，確認后再調(diào)用wx.setStorageSync寫入用戶數(shù)據(jù)至本地緩存中，同步更新當(dāng)前用戶頁面的顯示狀態(tài)，即隱藏登錄按鈕并顯示導(dǎo)航按鈕，如果用戶拒絕授權(quán)，前端頁面將提示"需要授權(quán)才能使用"；在已登錄狀態(tài)下則直接顯示導(dǎo)航按鈕，導(dǎo)航頁面按鈕點擊事件利用bindtap綁定微信原生的頁面跳轉(zhuǎn)函數(shù)navigateTo實現(xiàn)頁面跳轉(zhuǎn)。5.4自習(xí)任務(wù)可視化統(tǒng)計模塊此模塊主要實現(xiàn)自習(xí)的可視化統(tǒng)計功能。5.4.1頁面實現(xiàn)邏輯通過利用頁面加載完成時函數(shù)onReady()在頁面渲染完成后觸發(fā)自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)加載流程，其中的關(guān)鍵函數(shù)loadData()利用_openid字段從云數(shù)據(jù)庫識別當(dāng)前用戶所有的已完成自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)。具體的到畫圖功能而言，initCanvasWithRetry()采用了微信自帶畫圖庫Canvas進行統(tǒng)計餅圖的繪畫，首先要進行Canvas的初始化，再利用drawChart()函數(shù)進行具體的繪畫操作，具體來說是設(shè)定好Canvas的圓心和半徑之后，利用扇形的面積公式設(shè)定需要掃過的面積，再在起始線和終點線繪制白色分割線來實現(xiàn)餅圖切割。再設(shè)定好dpr參數(shù)動態(tài)適配設(shè)備像來保證餅圖的高清渲染。而switchTab()實現(xiàn)了日/周/月三個不同的統(tǒng)計時間周期之間的切換，具體三個時間周期的任務(wù)篩選則通過groupTasks()進行時間維度層面的過濾：當(dāng)日數(shù)據(jù)使用isSameDay()來精確匹配是否是當(dāng)天的自習(xí)任務(wù)，而周數(shù)據(jù)計算本周起始時間，并且月數(shù)據(jù)匹配年月。聚合統(tǒng)計總學(xué)習(xí)時長再生成利用隨機rgb值來生成隨機顏色的圖表則利用的是processData()。圖5.4歷史統(tǒng)計功能流程圖如圖5.4完整描述了歷史統(tǒng)計功能模塊的數(shù)據(jù)處理與具體的數(shù)據(jù)可視化實現(xiàn)流程，從用戶訪問歷史統(tǒng)計頁面觸發(fā)微信小程序的生命周期函數(shù)onReady出發(fā)，調(diào)用loadData()方法，利用_openid字段作為用戶的唯一標(biāo)識從云數(shù)據(jù)庫tasks集合中以異步的方式獲取已完成自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，并且在自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)加載階段就采用雙線程的方式并行處理自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)：線程一調(diào)用groupTasks()方法實現(xiàn)了以時間為條件的自習(xí)任務(wù)的篩選過濾（當(dāng)日數(shù)據(jù)調(diào)用isSameDay函數(shù)進行精確匹配，其中封裝了計算當(dāng)前系統(tǒng)時間戳與自習(xí)任務(wù)時間在日級別上的比較、周數(shù)據(jù)則計算當(dāng)前系統(tǒng)時間上周級別的系統(tǒng)時間戳與自習(xí)任務(wù)時間戳的匹配與否、月數(shù)據(jù)則以類似邏輯校驗月級別的系統(tǒng)時間戳與自習(xí)任務(wù)時間戳的匹配程度），同時調(diào)用了processData()方法完成當(dāng)前時間周期的總自習(xí)時長統(tǒng)計并自動生成了HSL色彩生成（此處色相值H=Math.random()360，固定飽和度S=70%、亮度L=60%）；線程二調(diào)用initCanvasWithRetry()方法對微信原生畫圖組件Canvas進行初始化，通過調(diào)用微信原生庫方法wx.createSelectorQuery獲取設(shè)備像素比(dpr)，以此為基準(zhǔn)動態(tài)的調(diào)整屏幕畫布分辨率（canvas.width=baseWidthdpr），以多次重試策略實現(xiàn)了初始化失敗后的自動重試（最大重試次數(shù)3次，間隔500ms）。當(dāng)自習(xí)任務(wù)歷史數(shù)據(jù)就緒后，調(diào)用了drawChart()方法進行自習(xí)任務(wù)的扇形圖渲染，此處渲染基于公式endAngle=startAngle+2π*(duration/total)計算各自習(xí)任務(wù)區(qū)塊的扇形角度，并調(diào)用Canvas的自帶函數(shù)ctx.arc為每個扇形區(qū)域上色同時在每個扇形區(qū)間上添加白色分隔線以此增強扇形圖的可讀性。5.4.2統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)云數(shù)據(jù)庫tasks集合存儲的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)中本頁面使用的字段：duration:自習(xí)任務(wù)總時長（秒）status:完成狀態(tài)布爾值completedAt:完成時間的時間戳_openid:任務(wù)歸屬用戶標(biāo)識5.5智能建議模塊此模塊主要實現(xiàn)自習(xí)任務(wù)的AI智能建議功能。5.5.1頁面實現(xiàn)邏輯 通過利用頁面加載中函數(shù)onLoad()在其中執(zhí)行g(shù)etUserTasks()，并使用了云函數(shù)login來獲取當(dāng)前用戶的openid，以查詢云數(shù)據(jù)庫tasks集合中字段status為true并且openid等于當(dāng)前用戶openid的所有自習(xí)任務(wù)。前端展示時將所有的自習(xí)按字段completedAt進行倒序排列。用戶點擊任意自習(xí)任務(wù)框時就會觸發(fā)getAiAdvice()，這個函數(shù)具體會進行這么一些操作：首先通過wx.showLoading顯示ai加載狀態(tài)，因為微信并不支持原生的ai大模型的數(shù)據(jù)流的傳輸，只支持了全量輸出完的文本接受。再將提取到自習(xí)任務(wù)中的name、category、description字段做為提示詞的一部分拼上建議專家的提示詞調(diào)用云函數(shù)deepseek-advice發(fā)送api請求，等待文本消息全部成功返回后通過setData顯示模態(tài)框并渲染建議內(nèi)容。圖5.6自習(xí)管理系統(tǒng)調(diào)用大模型算法流程圖圖5.7智能建議模塊流程圖如圖5.6展示了智能建議模塊調(diào)用大模型的算法流程圖，圖5.7展示了智能建議模塊都功能流程圖。當(dāng)智能建議功能模塊接收到了用戶發(fā)起的ai建議請求時，模塊將調(diào)用DeepSeekAdvice云函數(shù)，該云函數(shù)通過調(diào)用openai庫，在庫提供的接口中填寫大模型Api訪問鏈接和購買Api服務(wù)時由大模型服務(wù)提供方所提供的密鑰，通過該接口實現(xiàn)與大模型的鏈接，隨后將用戶所想要獲得建議的任務(wù)數(shù)據(jù)從云開發(fā)數(shù)據(jù)庫提取，將各個字段整理成相應(yīng)的自然語言格式，設(shè)定DeepSeek的大模型模式為deepseek-chat，并在提示詞中填寫各個字段，role字段填寫為system，content字段填寫為：作為學(xué)習(xí)效率專家，請用學(xué)術(shù)風(fēng)格列出3條建議（并且字數(shù)嚴格控制在40字以內(nèi)，并且不能標(biāo)注當(dāng)前建議的字數(shù)在建議中。）這里使用的40字建議是反復(fù)測試中發(fā)現(xiàn)的，字數(shù)最少信息密度最高的建議字數(shù)，同時為了避免數(shù)建議字數(shù)這行為本身占據(jù)建議字數(shù)，導(dǎo)致信息密度下降，這里在建議中要求DeepSeek不能將字數(shù)直接標(biāo)注在建議中。隨后待大模型生成全部的語料之后，將語料發(fā)送到小程序的云函數(shù)接口中，云函數(shù)將返回信息提供到前端頁面，由前端頁面進行語料的展示，完成整個調(diào)用過程。5.6管理員功能模塊此模塊主要實現(xiàn)管理員相關(guān)功能的實現(xiàn)。5.6.1頁面實現(xiàn)邏輯圖5.8管理員功能流程圖如圖5.8描述管理員功能模塊的核心操作流程，以頁面加載觸發(fā)onLoad生命周期函數(shù)為起點，通過調(diào)用checkAdminStatus()云函數(shù)執(zhí)行白名單驗證機制，將當(dāng)前用戶_openid與預(yù)置管理員列表進行比對，驗證通過后調(diào)用getAllTasks()方法從云數(shù)據(jù)庫tasks集合獲取全量任務(wù)數(shù)據(jù)，采用orderBy('completedAt','desc').get()實現(xiàn)按完成時間降序排列，通過processTasks()方法運用reduce函數(shù)進行日期維度聚合生成{date:"YYYY-MM-DD",tasks:[...]}結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并更新至視圖層，系統(tǒng)進入持續(xù)監(jiān)聽狀態(tài)后根據(jù)用戶操作類型執(zhí)行分支處理：刪除操作調(diào)用deleteTask()方法通過db.collection('tasks').doc(id).remove()實現(xiàn)文檔級原子刪除并同步過濾本地groupedTasks數(shù)據(jù)集合中的空分組，確保數(shù)據(jù)層與視圖層狀態(tài)一致性；編輯操作通過navigateToEdit()攜帶文檔ID跳轉(zhuǎn)至編輯頁，執(zhí)行l(wèi)oadTaskData()方法精準(zhǔn)獲取任務(wù)詳情數(shù)據(jù)并綁定至表單組件，用戶提交修改后調(diào)用update()方法實現(xiàn)字段級數(shù)據(jù)更新，若權(quán)限驗證未通過則觸發(fā)wx.showToast提示無權(quán)限信息并通過wx.switchTab返回首頁，全流程采用原子化操作保障數(shù)據(jù)完整性，關(guān)鍵節(jié)點設(shè)有操作日志記錄與異常捕獲機制，其技術(shù)實現(xiàn)深度契合前文所述的非功能性需求中的安全約束與事務(wù)性操作規(guī)范，完整再現(xiàn)從權(quán)限驗證到數(shù)據(jù)維護的閉環(huán)管理路徑。6系統(tǒng)測試6.1測試方法與測試環(huán)境目前在工程實踐中最主流的兩種測試方式分別是白盒測試和黑盒測試，在本系統(tǒng)的測試中，使用的是黑盒測試。黑盒測試相較于白盒測試的優(yōu)勢具體來說，更貼近用戶的實際體驗和流程，能發(fā)現(xiàn)軟件不僅是軟件代碼導(dǎo)致的功能缺陷和流程缺陷，還能發(fā)現(xiàn)用戶體驗中的不流暢點，ui布局的不合理之處，便于從用戶體驗的角度更好的改進。測試環(huán)境：windows10，微信開發(fā)者工具6.2測試結(jié)果6.2.1自習(xí)任務(wù)設(shè)定功能模塊測試首先于任務(wù)名稱輸入框輸入信息，可以看到輸入框此時能顯示內(nèi)容，結(jié)果與設(shè)計預(yù)期一致，測試結(jié)果如圖6.1所示：圖6.1輸入任務(wù)名稱測試圖點擊新建類別按鈕，跳出新建類別窗口，如圖6.1，點擊確認添加按鈕后，如圖6.2：圖6.2新建自習(xí)任務(wù)類別及選擇自習(xí)任務(wù)類別測試圖1（左圖）圖6.3新建自習(xí)任務(wù)類別及選擇自習(xí)任務(wù)類別測試圖2（右圖）拖動時間滑動組件進行選擇時間，將滑塊拖到5min，結(jié)果與設(shè)計預(yù)期一直，測試結(jié)果如圖6.3輸入自習(xí)任務(wù)描述，輸入框內(nèi)成功顯示了，結(jié)果與設(shè)計預(yù)期一直，測試結(jié)果如圖6.4：圖6.4專注時長測試圖（左圖）圖6.5自習(xí)描述功能測試圖（右圖）接著又點擊開始自習(xí)，確認跳轉(zhuǎn)到了倒計時頁面，并且查詢云數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)存在新添加的自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)，結(jié)果與設(shè)計預(yù)期一致，測試結(jié)果如圖6.5和圖6.6所示：圖6.6開始自習(xí)功能測試圖1圖6.7開始自習(xí)功能測試圖26.2.2倒計時模塊測試首先觀察倒計時鐘表，鐘表走字正常，再點擊暫停按鈕，鐘表和倒計時同時停止，再次點擊能夠回復(fù)正常，在倒計時結(jié)束前點擊完成能正常彈出提示，待倒計時結(jié)束后完成按鈕發(fā)出閃爍，于數(shù)據(jù)庫中能發(fā)現(xiàn)對應(yīng)自習(xí)任務(wù)數(shù)據(jù)的status字段正確更新，以上結(jié)構(gòu)都符合了設(shè)計預(yù)期，如圖6.7，6.8，6.9，6.10，6.11所示圖6.8倒計時功能測試圖1圖6.9倒計時功能測試圖2（左圖）圖6.10倒計時功能測試圖3（右圖）圖6.11倒計時功能測試圖4（左圖）圖6.12倒計時功能測試圖5（右圖）6.2.3統(tǒng)計模塊測試點擊日統(tǒng)計按鈕，如設(shè)計預(yù)期成功抓取了統(tǒng)計結(jié)果，并且正確繪制了餅圖，如圖6.12所示：圖6.13統(tǒng)計功能測試圖1切換成周統(tǒng)計以及月統(tǒng)計，周統(tǒng)計和月統(tǒng)計都能過正確讀取到數(shù)據(jù)并且圖形化顯示正常，圖例顏色能正確與餅圖顏色對上。來回切換也能發(fā)現(xiàn)餅圖顏色正常按照rgb值進行正常刷新，保證存在復(fù)數(shù)且數(shù)量較大時，仍然能有足夠數(shù)量的顏色供不同的任務(wù)進行分配。由于rgb是每次切換時隨機生成再隨機分配至餅圖上的每種任務(wù)的，在餅圖切換之間圖示和餅圖顏色發(fā)生變化，屬于預(yù)期設(shè)計。由于多圖例堆疊在同一頁面不夠美觀，這里僅做三個不同時間周期之間的頁面切換的測試展示使用，經(jīng)過反復(fù)多次的測試